自感互感
互感和自感-PPT课件
再思考
断电自感中 A在熄灭前一定会 闪亮一下吗？
6
思考与讨论
自感电动势的大小与什么因素有关？ 对同一个线圈：穿过线圈的磁通量变化的快 慢跟电流变化快慢有关系。
E∝△I/△t 对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下， 产生的自感电动势是不相同的
7
自感系数
自感电动势 E 与线圈本身的特性有关 ——用自感系数L来表示线圈的这种特性. 自感系数简称自感或是电感.跟线圈的
互感和自感
问题： 发生电磁感应现象、产生感应电动
势的条件是什么？如何满足此条件？ 如果通过线圈本身的电流有变化，
使它里面的磁通量改变，能不能产生电 动势？
1
实验探究——通电自感
用图1电路作演示实验。 A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K，调 节R1，使A1和A2亮度相同，再调节R2，使A1和 A2正常发光，然后打开K再合上开关K的瞬间， 同学们看到了什么?（实验要反复几次） 现象：A2比A1先亮.
2
实验探究——断电自感
用图2电路作演示实验. 合上开关K，调节R使A正常发光.打开K的 瞬间，同学们看到了什么？(实验要反复 几次)
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
3
分析与讨论
实验（1）和实验(2)中的两种现象
现象：A2比A1先亮.
现象：A在熄灭前闪 亮一下.
4自Leabharlann 现象当导体中的电流发生变化时,导体本身 就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导 体中原来电流的变化.像这种由于导体本身 的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做 自感现象,在自感现象中产生的感应电动势, 叫做自感电动势.
三、自感现象的应用---日光灯的工作原理
归纳出日光灯的工作过程 通电——启动器氖气放电——U形触片受热膨胀——接通镇流
高中物理选择性必修二 第二章 第四节 互感和自感
(4)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大.
(√) (5)没有发生自感现象时，即使有磁场也不会储存能量.( × )
2.如图1所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电 阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯_缓__慢__变亮， B灯_立__即__变亮.当S断开时，A灯_缓__慢__熄灭，B灯_缓__慢__熄灭.(均选填“立 即”或“缓慢”)
例1 (多选)手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图3所示，电磁感应
式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量
装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充电基座上的送电线圈通入
正弦式交变电流后，就会在邻近的受
电线圈中感应出电流，最终实现为手
机电池充电.在充电过程中
√A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两
个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所
示.利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电.下列说法正确的是
A.只要A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势
√B.只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应
电动势
1234
2.(自感系数)关于线圈的自感系数，下列说法正确的是 A.线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大 B.线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C.线圈中电流变化越快，自感系数越大
√D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
解析 线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有无 电流、电流变化情况都没有关系，故选项B、C错误，D正确； 自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变化率有关，故选 项A错误.
互感和自感公开课教案教学设计课件资料
互感和自感公开课教案教学设计课件资料一、教学目标1. 知识与技能：让学生了解互感和自感的概念，理解它们在电路中的应用。
2. 过程与方法：通过实验和案例分析，培养学生分析问题和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对电磁感应现象的兴趣，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容1. 互感现象：介绍互感的概念，解释互感现象的产生原因，展示互感在电路中的应用。
2. 自感现象：介绍自感的概念，解释自感现象的产生原因，展示自感在电路中的应用。
3. 互感和自感的区别与联系：分析互感和自感的异同，引导学生理解它们在电路中的相互作用。
4. 实验演示：安排实验，让学生观察和体验互感和自感现象，加深对概念的理解。
5. 案例分析：分析实际电路中的应用实例，让学生学会运用互感和自感知识解决实际问题。
三、教学过程1. 导入新课：通过展示电磁感应现象的图片，引发学生的好奇心，激发学习兴趣。
2. 讲解互感现象：简要介绍互感的概念，解释互感现象的产生原因，展示互感在电路中的应用。
3. 讲解自感现象：简要介绍自感的概念，解释自感现象的产生原因，展示自感在电路中的应用。
4. 互感和自感的区别与联系：分析互感和自感的异同，引导学生理解它们在电路中的相互作用。
5. 实验演示：安排实验，让学生观察和体验互感和自感现象，加深对概念的理解。
6. 案例分析：分析实际电路中的应用实例，让学生学会运用互感和自感知识解决实际问题。
7. 课堂小结：回顾本节课的主要内容，强调互感和自感在电路中的应用。
四、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习状态。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的观察、分析和总结能力。
3. 课后作业：检查学生对互感和自感知识的理解和应用能力。
五、教学资源1. 课件：制作精美的课件，展示互感和自感的相关图片、图表和动画。
2. 实验器材：准备互感和自感实验所需的器材，如线圈、电流表、电压表等。
3-自感互感
Ψ21 = N 1Φ 21 , 2对1的互感磁链
Ψ1 = N 1Φ 1 = Ψ11 ± Ψ21
又 Q Ψ11 = L1 I1
同理 Ψ21∝ I2
Ψ21 = M 21 I 2 注意: 注意: Ψ21与I2的正方向符合右手螺旋关系
d ( Ψ11 ) d ( Ψ21 ) ε1 = − ± dt dt
1 的ℰ 自
dI 2 dI 1 ε 1 = − L1 ±M dt dt
dI 1 dI 2 ε 2 = − L2 ±M dt dt
Ψ21 Ψ12 = M--两个线圈的互感系数 简称为互感 M = 两个线圈的互感系数 两个线圈的互感系数, 简称为互感. I1 I2
L1
L2
Ψ2
∵ ε11＋ ε21和ε22＋ ε12 方向相同 ε11 ε21 ε ε12 22 dI ∴ ε = ε 1 + ε 2 = −( L1 + L2 + 2 M ) L = L1 + L2 + 2 M dt 2) 逆接 两线圈的磁场互相消弱 设I↑, 1中: ε11与ε21 相反 中 dI dI dI ε = ε 1 + ε 2 = −( L1 + L2 − 2 M ) ε 1 = − ( L1 ) −M dt dt dt dI dI 同理, 同理 ε 2 = − ( L2 ) −M L = L1 + L2 − 2 M dt dt
与两线圈的大小、形状、磁介质和相对位置有关 与两线圈的大小、形状、磁介质和相对位置有关.
Ψ I1 = Ψ21 I2 12 互感系数的计算: 互感系数的计算 M = ε 12 = ε21 dI1 dt dI2 dt
单位: 单位 H
《互感和自感》 讲义
《互感和自感》讲义一、引言在电学的世界里，互感和自感是两个非常重要的概念。
它们在电路分析、电磁感应等领域都有着广泛的应用。
理解互感和自感，对于我们深入掌握电磁学的知识，解决实际的电路问题，具有至关重要的意义。
二、互感（一）互感的定义互感是指当两个相邻的线圈中，一个线圈中的电流发生变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
比如说，有线圈 A 和线圈 B 靠得很近。
当线圈 A 中的电流发生变化时，这个变化的磁场会穿过线圈 B，从而在线圈 B 中产生感应电动势。
（二）互感系数为了定量地描述互感现象的强弱，我们引入了互感系数这个概念。
互感系数 M 取决于两个线圈的几何形状、大小、匝数、相对位置以及周围磁介质的磁导率等因素。
（三）互感电动势｛dt}＄，其中＄E_{2}＄是在线圈 2 中产生的互感电动势，＄I_{1}＄是线圈 1 中的电流，＄dI_{1}／dt$ 是线圈 1 中电流的变化率。
（四）互感的应用互感在变压器、互感器等设备中得到了广泛的应用。
变压器就是利用互感原理来实现电压的变换。
通过不同匝数的初级线圈和次级线圈，当输入交流电压在初级线圈中产生变化的电流时，在次级线圈中就会感应出不同大小的交流电压。
互感器则用于测量大电流或高电压，将高电压或大电流通过互感变成较小的易于测量的电压或电流。
三、自感（一）自感的定义自感是指当通过线圈本身的电流发生变化时，在线圈中产生感应电动势的现象。
简单来说，就是自己的电流变化影响自己。
（二）自感系数自感系数 L 也称为电感，它反映了线圈产生自感电动势的能力。
自感系数与线圈的匝数、形状、大小以及有无铁芯等因素有关。
（三）自感电动势中＄E$ 是自感电动势，＄I$ 是线圈中的电流，＄dI/dt$ 是电流的变化率。
（四）自感的应用自感在日光灯、电感镇流器等中有着重要的应用。
在日光灯中，镇流器就是一个电感。
在日光灯启动时，镇流器产生一个高电压，帮助灯管中的气体电离导通；在日光灯正常工作时，镇流器又起到限流的作用，保证灯管稳定发光。
《互感和自感》课件
互感和自感的相互作用
互感和自感的相互作用
当电流通过一个线圈时，会产生磁场，这个磁 场会影响到周围的线圈。当电流在这些线圈之 间变化时，就会引起它们之间的互感。
利用互感和自感构建电路
互感和自感的相互作用可以用来构建各种电路， 如共振电路、变压器、电感器等。
互感和自感的功率损耗
铜损
线圈中的电流会随着时间变化而导致磁场的变化， 这会在线圈中产生感应电动势，从而产生铜损。
互感和自感的衍生概念及应用
1
互感感应
利用互感关系来产生感应电动势。
高频晶振
2
利用线圈的自感和电容的容抗来构成高
精度的谐振电路。
3
超导体材料
超导体的电学特性很大程度上是由于其 自感的降低和互感的增加。
互感和自感的常见误区
1 互感和感应电动势等同
互感和感应电动势虽然有关联，但并不等同。
2 互感和自感不会相互影响
2 磁场的方向
磁场的方向与电流的方向和线圈的结构有关。
互感和自感的影响因素
1
线圈之间的距离
线圈之间的距离越近，互感系数就越大，自感系数就越小。
2
线圈的结构
线圈的结构和线圈的匝数、长度、直径等因素有关。
3
介质和材料
线圈周围的介质和材料对磁场的分布和影响有很大的影响。
互感和自感的实际应用示例
电力传输
互感和自感之间存在相互作用，互相影响。
互感和自感的未来发展方向
应用拓展
互感和自感技术还有很大的应用空间，尤其是 在新兴领域。
效率提升
提高互感和自感技术的效率，实现能源的更好 转换和利用，对于未来发展至关重要。
互感和自感PPT课件
本课件将为您介绍互感和自感的定义、区别、应用、公式、电路图示、相互 作用、功率损耗、频率响应、实际电路模型、磁场特性、影响因素、实际应 用示例、数据测量及分析、发展历程、发展趋势、应用前景、衍生概念及应 用、常见误区、未来发展方向。让你深入了解互感和自感这一有趣的话题。
互感和自感的关系
汇报人：XX
目录
01 互 感 现 象 02 自 感 现 象 03 互 感 和 自 感 的 区 别 04 互 感 和 自 感 的 联 系
1
互感现象
互感现象的定义
互感现象是电磁感应的一种表 现形式，它反映了两个电路之 间的能量传递关系。
互感现象是指当一个电路中 的电流发生变化时，另一个 电路中的电流也会相应地发 生变化的现象。
自感系数：衡量 自感现象强弱的 物理量，与导体 的几何形状、尺 寸、材料性质等 因素有关。
自感现象的应用： 在电子技术、电 气工程等领域有 着广泛的应用， 如电感器、变压 器等。
自感现象的影响： 自感现象会影响 电路的稳定性和 效率，因此在设 计和分析电路时 需要考虑自感现 象的影响。
自感现象的应用
自感：一个线圈 自身电流变化引 起感应电压
互感系数：表示 两个线圈之间互 感程度的参数
自感系数：表示 一个线圈自身自 感程度的参数
对电路影响的不同
互感：影响电路中的电流 和电压，使电路中的电流
和电压发生变化
自感：影响电路中的电流 和电压，使电路中的电流
和电压发生变化
互感：影响电路中的电流 和电压，使电路中的电流
互感和自感的相互作用在 电路设计中的应用：通过 调整电路参数，可以实现 对电流、电压、功率等参 数的精确控制，提高电路
性能和可靠性。
互感和自感在电子设备中的应用
互感和自感在变 压器中的应用和自感在电 感器中的应用： 互感器用于滤波， 自感器用于储能
互感和自感的区别： 互感是由于多个电路 或线圈之间的磁场相 互作用产生的，而自 感则是一个电路或线 圈自身的磁场感应。
互感和自感在电路中的相互作用
互感和自感教学反思
互感和自感教学反思1、互感和自感教学反思互感和自感是对电磁感应的一种总结，起到了承前启后的作用。
在这节教学的过程中，我引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。
会用自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用。
我把这堂课设计为“探究性”教学，为了增加学生的感性认识并增强他们对物理学习的兴趣，我利用了演示实验。
教学设计思路分为以下几步：“提出问题→猜想→实验验证→论证探究→得出结论→课堂讲练→巩固练习” 。
在教学引入上，介绍了法拉第电磁感应定律的原理，让学生会分析电磁感应现象。
根据法拉第线圈电磁感应现象引出互感现象，并联系生活实际中的变压器、手机充电器，加强学生对互感的理解，并培养了学生学习物理的兴趣。
紧接着提出问题，线圈自身磁通量变化，是否在线圈本身也产生感应电动势？我做了两个演示实验，随即提出本节课所要探究的问题，然后引导学生自己通过观察到的实验现象，讨论并归纳自感的条件，让其他同学补充回答完整，最后教师点评。
这种教学方法，这种方法既培养了学生的探究、分析、解决问题的能力，又培养学生的交流合作的'精神，同时也培养了学生的实验观察能力、归纳总结能力和语言表述能力。
在整堂课中充分体现了师生互动，在引导学生参与探索、发现、讨论、交流、评价的学习活动中，能使学生体验探索的艰辛与喜悦。
这节课中我还存在一些不足之处：本节课为实验探究课，如果能让学生分组探索实验，将更能激发学习兴趣，更有利于学生思维的拓展和延伸，也有利于学生个性的发展。
总之在以后的教学中我会尽量在课堂上让学生多展示自己，并鼓励学生多思考，多动手，尽量多的给学生设计和动手的机会。
2、《互感与自感》教学反思互感和自感是对电磁感应的一种总结，起到了承前启后的作用。
在这节教学的过程中，我引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。
自感与互感
d I1 dt
2
同样通有电流I2的线圈2 在空间产生磁场B2，B2在线圈
1中产生的磁通量为21，并且 21正比于I2，21 = M21 I2 ,
1
2
B2
1
I2
电流I2 变化，1中 产生感应电动势
1 =
M 21
d I2 dt
2和1称为互感电动势，方向可按照楞次定律确定。
3
理论和实验都可以证明 M21=M12= M
线圈内或周围空间： 无磁介质：互感M由线圈的几何形状、大小、匝数和相对 位置所决定。
有非铁磁质：除与以上因素有关外，还与磁介质的磁导率 有关，但与线圈中电流无关 无铁磁质：除与以上因素有关外，还决定于线圈中的电流。
互感应用：无线电和电磁测量。电源变压器, 输 入输出变压器,电压互感器,电流互感器等。
质， L与I无关；若当线圈内或周围空间存在铁磁质 时，L与I有关。
自感单位也是H (亨利)，与互感相同。 自感应用：日光灯镇流器；高频扼流圈；自感 线圈与电容器组成振荡电路或滤波电路。
自感危害：电路断开时，产生自感电弧。
7
互感和自感的关系
互感： M N1N2 S
0l
自感
L1
I
0
N2 1 l
S
N1
圈的应用。
5
二、自感现象 (self-induction phenomenon) 自感现象：当一个线圈中的电流变化时，激发的
变化磁场引起了线圈自身的磁通量变化，从而在线 圈自身产生感应电动势。
所产生的感应电动势称为自感电动势。
过线圈的磁通量与线圈自身电流成正比： I1
= LI, L为自感系数，简称自感。
线圈中电流I 发生变化，自身磁通量也相应
电磁感应中的自感和互感
电磁感应中的自感和互感电磁感应是一种重要的物理现象，指的是在磁场或电场的作用下导体中产生电流或电压的现象。
而在电磁感应中，自感和互感是两个重要的概念，它们在电路中起到了关键的作用。
本文将详细介绍电磁感应中的自感和互感的概念、特性及其在实际应用中的重要性。
一、自感自感是指电流在闭合回路中产生的磁场对自身产生的感应作用。
当电流在导线中流动时，会形成一个磁场，这个磁场会产生感应电动势，阻碍电流的变化。
这种阻碍电流变化的现象就是自感现象。
自感的大小与电流变化的速率及线圈的结构有关。
根据法拉第电磁感应定律，电流变化越快，自感现象越显著。
此外，线圈匝数越多、线圈面积越大、线圈材料磁导率越大，自感现象也越明显。
自感的应用非常广泛，例如变压器的初级线圈和次级线圈之间，由于自感带来的电势差，使得能够实现电能的传递。
另外，自感还被广泛应用于电磁继电器、变频器等电子设备中，起到了强调和保护电路的作用。
二、互感互感是指两个或多个线圈之间由于磁场的相互作用而产生的电感现象。
当一个线圈的电流变化时，产生的磁场会影响到另一个线圈，并在其中产生感应电动势。
这种电动势即为互感电动势，而产生这种电动势的现象即为互感现象。
互感的大小与两个线圈之间的匝数、线圈的结构以及磁性材料的特性有关。
匝数越多、线圈结构越密集，互感现象越显著。
而在铁芯材料较好的情况下，互感现象进一步增强。
互感在电力系统和通信系统中有着广泛的应用。
在电力系统中，互感是变压器工作的基础，通过改变线圈的匝数比，可以实现电压的升降。
而在通信系统中，互感则用于传输信号，实现电信号的双向传输。
三、自感与互感的区别与联系自感和互感是电磁感应中的两个重要概念，它们在电磁场中产生的感应作用有着一定的区别和联系。
首先，自感只涉及一个线圈的磁场对自身的感应作用，而互感则涉及两个或多个线圈之间的磁场相互作用，因此互感是一种相对于自感的更复杂的感应现象。
其次，自感主要取决于线圈的匝数、电流的变化速率和线圈的结构，而互感则还与线圈之间的相对位置以及磁性材料的特性有关。
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互感、自感
一、知识清单
1．互感现象．
两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化一定会在另一个线圈中产生________的现象．互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用互感现象制成的．
2．自感现象及自感电动势．
(1)自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本身就发生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，这种由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象．
(2)自感电动势和自感系数
①自感电动势：E＝L ΔI
Δt
，式中
ΔI
Δt
为电流的变化率，L为自感系数；②自感系数：
自感系数的大小由线圈本身的特性决定，线圈越长，单位长度的匝数越多，截面积越大，自感系数越大．
3．矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生感应电动势E＝nBSωsinθ.其中θ为线圈平面与中性面(与磁场垂直的面)的夹角，n为匝数．当线圈平面与磁感线平行时E＝nBSω(最大)，当线圈平面与磁感线垂直时E ＝0.
4．断电自感中“小灯泡在熄灭之前一定要闪亮一下”吗
如图所示，原来电路闭合处于稳定状态，L与A并联，其电流分别为I L和I
A
，方向都是从左向右．
在断开S的瞬时，灯A中原来的从左向右的电流I A立即消失．但是灯A与线圈L 组成一闭合电路，由于L的自感作用，其中的电流I L不会立即消失，而是在回
路中逐渐减弱维持短暂的时间，这段时间内灯A 中有从右向左的电流通过．这时通过A 的电流从I L 开始减弱，如果R L (线圈L 的直流电阻)＜R A ，原来的电流I L ＞I A ，则在灯A 熄灭之前要闪亮一下；如果R L ≥R A ，原来的电流I L ≤I A ，则灯A 是逐渐熄灭不再闪亮一下．
5．自感现象遵循怎样的规律 自感现象的应用规律．
(1)通电自感：通电瞬间自感线圈处相当于断路． (2)断电自感：断电时自感线圈处相当于电源．
①当线圈中电阻≥灯丝电阻时，灯缓慢熄灭；②当线圈中电阻<灯丝电阻时，灯闪亮后缓慢熄灭．
(3)增大线圈自感系数的方法．
①增大线圈长度；②增加单位长度上匝数；③增大线圈截面积(口径)；④线圈中插入铁芯
习题练习：
1．如图所示，线圈L 的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L 1、L 2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S 闭合和断开的过程中，L 1、L 2的亮度变化情况是(灯丝不会断)( )
A ．S 闭合，L 1亮度不变，L 2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S 断开，L 2立即不亮，L 1逐渐变亮
B ．S 闭合，L 1不亮，L 2很亮；S 断开，L 1、L 2立即不亮
C ．S 闭合，L 1、L 2同时亮，而后L 1逐渐熄灭，L 2亮度不变；S 断开，L 2立即不亮，L 1亮一下才灭
D ．S 闭合，L 1、L 2同时亮，而后L 1逐渐熄灭，L 2则逐渐变得更亮；S 断开，L 2立即不亮，L 1亮一下才灭
答案D
2.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )
A．合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭
B．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭
C．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭
D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭
答案C
3.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图像中，正确的是( )
答案B
4．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L
1和L
2
分别串联一个带铁芯的
电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S，若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是( )
答案 B。